Рис. 96.
Рис. 96. Вид спереди на грудную клетку и живот при дыхании. 1, 1, Положение стенок грудной клетки при вдохе. 2, 2, 2, Положение диафрагмы при вдохе. 3, 3, Положение стенок грудной клетки при выдохе. 4, 4, 4, Положение диафрагмы при выдохе. 5, 5, Положение стенок живота при вдохе. 6, 6, Положение стенок живота при выдохе.
482. Таким образом, очевидно, что расширение грудной клетки, или вдох, производится двумя способами: 1-е. Опусканием выпуклой части диафрагмы; 2-е. Поднятием ребер. Напротив, сжатие грудной клетки, или выдох, производится опусканием ребер и поднятием центральной части диафрагмы. Эти движения последовательны в течение жизни и составляют дыхание.
Объясните рис. 96. 482. Сколькими способами может быть расширена грудная клетка и как это осуществляется? Как осуществляется сжатие грудной клетки?
Рис. 97.
Рис. 97. Вид сбоку на грудную клетку и живот при дыхании. 1, Полость грудной клетки. 2, Полость живота. 3, Линия направления для диафрагмы, когда она расслаблена при выдохе. 4, Линия направления для диафрагмы, когда она сокращена при вдохе. 5, 6, Положение передних стенок грудной клетки и живота при вдохе. 7, 8, Положение передних стенок живота и грудной клетки при выдохе.
Эксперимент. Приложите ухо к грудной клетке человека, и будет слышен бормочущий звук, несколько похожий на мягкие вздохи ветра через лесные деревья. Этот звук вызван воздухом, устремляющимся в легкие и из них, и особенно отчетлив у ребенка.
Объясните рис. 97. Как можно услышать шум дыхания?
483. Нелегко решить, сколько воздуха принимается в легкие при каждом вдохе. Количество, однако, должно варьироваться у разных индивидуумов из-за разницы в состоянии и расширении легких, вместе с размером грудной клетки. Из многочисленных экспериментов количество при обычном вдохе человека обычного размера установлено в сорок кубических дюймов. Было подсчитано, что сто семьдесят кубических дюймов могут быть выброшены из легких при форсированном выдохе, и что в легких остаются двести двадцать кубических дюймов; так что эти органы в своем спокойном состоянии могут рассматриваться как содержащие около трехсот девяноста кубических дюймов воздуха, или более галлона.
484. Дыхание более частое у женщин и детей, чем у взрослых мужчин. При болезнях, особенно легких, оно увеличено по частоте больше, чем действие сердца. В состоянии здоровья наименьшее количество вдохов в минуту у взрослого составляет не менее четырнадцати, и они редко превышают двадцать пять. Восемнадцать можно считать средним числом. Количество кислорода, принимаемого в легкие при каждом вдохе, составляет около восьми кубических дюймов, половина из которых исчезает при каждом акте дыхания.
Наблюдение. При различных обстоятельствах, однако, потребление кислорода варьируется. Оно больше, когда температура низкая, чем когда она высокая; и во время пищеварения потребление было найдено в полтора раза больше, чем когда желудок был пуст.
483. Можно ли с точностью установить, сколько воздуха принимается в легкие при каждом вдохе? Почему нет? Каково вероятное количество, которое вдыхает человек обычного размера? Сколько может быть выброшено из легких при форсированном выдохе и сколько остается в легких? Из этих расчетов, сколько они могут содержать в своем спокойном состоянии? 484. У кого дыхание наиболее частое? Как при болезни? Как в здоровье? Сколько можно считать средним числом? Когда потребление кислорода наибольшее?
223
485. Доктор Саутвуд Смит недавно провел серию очень интересных экспериментов, из которых он выводит следующие общие результаты: «1-е. Объем воздуха, обычно присутствующий в легких, составляет около двенадцати пинт. 2-е. Объем воздуха, принимаемый легкими при обычном вдохе, составляет одну пинту. 3-е. Объем воздуха, выталкиваемый из легких при обычном выдохе, немного меньше одной пинты. 4-е. Из объема воздуха, принимаемого легкими при одном вдохе, только одна четвертая часть разлагается при одном действии сердца. 5-е. Количество крови, которое течет к легким, чтобы быть подвергнутым воздействию воздуха при одном действии сердца, составляет две унции, и это происходит менее чем за одну секунду времени. 6-е. Количество крови во всем теле взрослого человека составляет двадцать пять фунтов эвердьюпойс, или двадцать пинт. 7-е. Взаимное действие, которое происходит между воздухом и кровью каждые двадцать четыре часа, приводит к тому, что воздух теряет тридцать семь унций кислорода, а кровь — четырнадцать унций углерода».
486. По-видимому, атмосферный воздух — это простой элемент. Но химический анализ показывает его состав как кислород и азот в пропорции двадцати одной части первого и около семидесяти девяти второго. Кроме того, существует небольшое количество пара воды и углекислого газа. Давление этой невидимой, эластичной жидкости на тело взрослого человека обычного размера оценивается равным тридцати пяти тысячам фунтов.
487. Основным веществом испорченного характера в темно-окрашенной крови является углекислый газ. И поскольку нет химического сродства между кислородом и азотом воздуха, первый легко соединяется с некоторыми элементами крови. Следовательно, всякий раз, когда кровь представляется воздуху в легких, кислород покидает азот и смешивается с циркулирующей жидкостью. (Приложение J.)
485. Изложите 1-й, 2-й, 3-й и 4-й выводы из экспериментов доктора Саутвуда Смита. 5-й, 6-й и 7-й. 486. Из чего состоит атмосферный воздух? Каков вес воздуха, давящего на человека среднего телосложения? 487. Какое вещество является основным компонентом испорченного характера в темной крови? Что говорится о химическом сродстве между кислородом и азотом?
488. Далее, углекислота и вода обладают более сильным сродством к атмосферному воздуху, чем к другим элементам крови. Следовательно, когда они приходят в соприкосновение с воздухом в легких, углекислота и вода покидают другие составляющие крови и соединяются с воздухом. Таким образом, синеватая, или нечистая, кровь освобождается от своих примесей и становится красной, или чистой, кровью, которая содержит принципы, столь существенные для жизни. (Приложение K.)
489. Образование углекислоты и воды, выводимых из организма через легкие и кожу, объясняется следующей теорией: в легких и на поверхности кожи кислород отделяется от азота и соединяется с кровью в капиллярных сосудах этих органов. Кислород переносится с кровью к капиллярным артериям и венам различных тканей организма. В этих мембранах происходит химическое соединение кислорода с углеродом и водородом, содержащимися в крови и отработанных атомах организма. Это горение, или соединение кислорода с углеродом и водородом, сопровождается выделением тепла и образованием углекислоты и воды. (Приложение L.)
490. Следующий эксперимент проиллюстрирует прохождение жидкостей через мембраны и различное сродство газов друг к другу. Налейте смесь воды и спирта во флакон и оставьте его открытым. И вода, и спирт обладают большим сродством к воздуху, чем друг к другу. Спирт обладает большим сродством к воздуху и будет диффундировать через него более охотно, чем вода, когда нет препятствий. Но перевяжите горлышко флакона куском мочевого пузыря и дайте ему постоять несколько дней — вода покинет спирт и пройдет через мембрану. С помощью этого эксперимента мы попытаемся объяснить обмен жидкостей в легких.
488. Что образуется при соединении кислорода с углеродом или водородом? 489. Приведите теорию образования углекислоты и водяного пара, выбрасываемых из организма. 490. Проиллюстрируйте прохождение жидкостей через мембраны и различное сродство газов.
491. Стенки воздушных пузырьков и оболочки кровеносных сосудов по своему механическому устройству схожи с мембраной мочевого пузыря в описанном выше эксперименте. Поскольку кислород воздуха обладает большим сродством к крови, чем к азоту, он проникает через мембраны, разделяющие воздух и кровь, более охотно, чем азот. Поскольку углекислота и вода обладают большим сродством к воздуху, чем к другим элементам крови, они также будут проходить через стенки кровеносных сосудов и воздушных ячеек более охотно, чем другие элементы темной крови.
Рис. 98.
Рис. 98. 1, Бронхиальная трубка, разделенная на три ветви. 2, 2, 2, Воздушные ячейки. 3, Ветви легочной артерии, которые распространяются по воздушным ячейкам. Через легочную артерию темная, нечистая кровь доставляется к воздушным ячейкам легких. 4, Ветви легочной вены, которые начинаются в мельчайших окончаниях легочной артерии. Через легочную вену красная кровь возвращается к сердцу.
492. Когда нечистая кровь проходит по мельчайшим сосудам над воздушными ячейками, кислород проходит через тонкие оболочки воздушных ячеек и кровеносных сосудов и соединяется с кровью. В то же время углекислота и вода покидают кровь, проходят через оболочки кровеносных сосудов и воздушных ячеек и смешиваются с воздухом в ячейках. Они выбрасываются из организма каждый раз, когда мы дышим. Этот обмен продуктами вызывает изменение цвета крови.
Объясните рис. 98. 492. Как и где изменяется кровь?
226
Эксперимент. Наполните мочевой пузырь темной кровью, взятой у любого животного. Плотно завяжите пузырь и подвесьте его на воздухе. Через несколько часов кровь, прилегающая к мембране, приобретет ярко-красный цвет. Это происходит из-за того, что кислород из воздуха проходит через мочевой пузырь и соединяется с кровью, в то время как углекислота выходит через мембрану.
Рис. 99.
Рис. 99. Идеализированный вид легочного кровообращения. 1, 1, Правое легкое. 2, 2, Левое легкое. 3, Трахея. 4, Правая бронхиальная трубка. 5, Левая бронхиальная трубка. 6, 6, 6, 6, Воздушные ячейки. 7, Правое предсердие. 8, Правый желудочек. 9, Трехстворчатые клапаны. 10, Легочная артерия. 11, Ветвь к правому легкому. 12, Ветвь к левому легкому. 13, Правая легочная вена. 14, Левая легочная вена. 15, Левое предсердие. 16, Левый желудочек. 17, Митральные клапаны.
493. Присутствие углекислоты и водяного пара в выдыхаемом воздухе можно доказать следующими экспериментами: 1-й. Подышите в известковую воду, и через несколько минут она приобретет молочно-белый цвет. Это происходит из-за того, что углекислота дыхания соединяется с известью, образуя карбонат извести. 2-й. Подышите на холодное сухое зеркало в течение нескольких минут, и оно покроется влагой. Это конденсированный пар из легких. В теплую погоду этот водяной пар невидим в выдыхаемом воздухе, но холодным сухим зимним утром последовательные струи пара, выходящие изо рта и носа, достаточно очевидны.
Приведите эксперимент, показывающий, что кислород изменяет темную кровь на ярко-красную. Что изображено на рис. 99? 493. Как можно доказать наличие углекислоты в легких?
494. Из легких выводятся и другие примеси, помимо углекислоты, ощутимые качества которых различны у разных людей. Неприятный запах изо рта у многих людей может быть вызван кариозными зубами или частицами пищи, которые могут задерживаться между ними, но часто он происходит от выделения в легких определенных веществ, которые ранее существовали в организме.
Иллюстрация. Когда спиртные напитки попадают в желудок, они всасываются венами и смешиваются с темной кровью, с которой переносятся в легкие для выведения из организма. Это объясняет факт, знакомый большинству людей, что запах различных веществ ощущается в дыхании, или выдыхаемом воздухе, долгое время после того, как рот очистился от этих веществ.
Как насчет водяного пара? 494. Существуют ли другие выделения из легких? Приведите иллюстрацию.
Примечание. Анатомию и физиологию органов дыхания следует повторить по рис. 96, 97 и 99 или по анатомическим контурным таблицам № 5 и 7.
228
ГЛАВА XXV.
ГИГИЕНА ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ.
495. Чтобы человек обладал наивысшей степенью здоровья, необходимо, чтобы нечистая «венозная» кровь должным образом изменялась. Поскольку это осуществляется в легких под действием воздуха, из этого следует, что этот элемент при вдыхании должен быть чистым, или содержать двадцать один процент кислорода на семьдесят девять процентов азота.
496. Объем воздуха, выдыхаемого из легких, несколько меньше того, который вдыхается. Величина потери варьируется при различных обстоятельствах. Восьмидесятую часть объема, поступающего в легкие, или полкубического дюйма, можно считать средней оценкой.
497. Качество и чистота воздуха изменяются при каждом дыхании. 1-й. Количество кислорода уменьшается. 2-й. Количество углекислоты увеличивается. 3-й. Определенная доля водяного пара выбрасывается из легких с выдыхаемым воздухом. Из двадцати одной части кислорода во вдыхаемом воздухе выдыхается только восемнадцать частей, в то время как углекислота и водяной пар увеличиваются примерно на четыре процента. Количество азота почти одинаково в выдыхаемом и вдыхаемом воздухе.
Наблюдение. В настоящее время полностью установлено, что, хотя химический состав крови существенно меняется, ее вес остается прежним, так как выделенные углерод и водород равны суммарному весу поглощенных кислорода и азота.
495–546. Изложите гигиену органов дыхания. 495. Что необходимо для того, чтобы человек обладал наивысшей степенью здоровья? 496. Как соотносится объем выдыхаемого воздуха с тем, который был вдохнут? Варьируется ли эта потеря и какова средняя оценка? 497. Как чистота воздуха изменяется при дыхании? Как изменяется вдыхаемый кислород? Каково влияние на углекислоту и водяной пар? На азот? Что говорится относительно веса крови?
498. Если одна четвертая часть объема воздуха, полученного легкими при одном вдохе, разлагается за один «удар» сердца, можно предположить, что если выдыхаемый воздух снова попадает в легкие, то будет потреблена половина кислорода, и, в аналогичной пропорции, если вдохнуть его четыре раза, весь кислород будет потреблен. Но из этого не следует, что если воздух вдыхается таким образом, в легких произойдут те же изменения. Ибо воздух, который был вдохнут, не расстается со своим оставшимся кислородом так свободно, как когда он содержит надлежащее количество этого жизненно важного элемента, и, таким образом, изменения в нечистой крови происходят не так полно.
Иллюстрация. В процессе крашения каждый последующий предмет, погруженный в краситель, ослабляет его; но из этого не следует, что краситель каждый раз затрагивается в одинаковой степени или что красящее вещество при повторных погружениях может быть полностью извлечено. Тот же принцип применим к обмену кислорода и углекислого газа в легких.
499. Если вдыхаемый воздух свободен от влаги и углекислоты, эти вещества, содержащиеся в крови, будут легче передаваться ему. Когда воздух насыщен паром, они удаляются медленнее; но если он насыщен влагой, никакой пар не выйдет из крови через легкие. Это можно проиллюстрировать следующим экспериментом: возьмите два с половиной фунта воды, добавьте к ней полфунта поваренной соли (хлорида натрия), и она легко смешается с водой; к этому раствору добавьте такое же количество соли, и она растворится медленнее. Снова добавьте больше соли, и она останется нерастворенной, так как вода стала насыщенной фунтом, растворенным ранее.
498. Свободно ли отдает кислород воздух, который вдыхается повторно? Почему? 499. Каково влияние на кровь, когда воздух свободен от пара и углекислоты? Когда он нагружен паром? Когда насыщен? Как это иллюстрируется?
230
500. Принцип в этом эксперименте аналогичен принципу соединения углекислого газа и атмосферного воздуха. Аллен и Пепи показали экспериментально, что воздух, который был вдохнут один раз, содержал восемь с половиной процентов углекислоты. Они также показали, что никакое продолжение дыхания одним и тем же воздухом не может заставить его поглотить более десяти процентов. Это точка насыщения.
Эксперимент. Опустите стеклянную банку с краном или стеклянной пробкой в ведро с водой, пока воздух не будет вытеснен из банки. Наполните легкие воздухом, задержите его в груди на короткое время, затем выдохните в банку и мгновенно закройте кран. Закройте отверстие банки, находящееся под водой, куском бумаги, положенным на пластину достаточного размера, чтобы закрыть отверстие, переверните банку и опустите в нее зажженную свечу. Пламя погаснет так же быстро, как если бы его опустили в воду. Удалите углекислоту, перевернув банку, и поместите в нее зажженную свечу, и пламя будет таким же ясным, как вне банки.
Наблюдения. 1-й. Хорошо известно, что свеча не будет гореть там, где углекислота присутствует в значительном количестве или когда наблюдается заметный недостаток кислорода. Отсюда возникла разумная практика опускать зажженную свечу в колодец или яму перед спуском в них. Если пламя гаснет, дыхание там поддерживаться не может, и жизнь будет принесена в жертву, если человек рискнет войти, пока вредный воздух не будет удален.
500. Что показали эксперименты Аллена и Пепи? Как можно продемонстрировать наличие углекислого газа в выдыхаемом воздухе? Изложите наблюдение 1-е. Наблюдение 2-е.
2-й. Именно действие углекислоты на органы дыхания порождает явление, часто наблюдаемое в шахтах и пещерах. Человек может войти в эти подземные помещения и не чувствовать неудобств при дыхании; но собака, которая следует за ним, падает, по-видимому, замертво, и вскоре умирает, если ее немедленно не вынести на чистый воздух. Это происходит из-за того, что этот газ тяжелее воздуха и опускается на дно комнаты или пещеры.
3-й. Хотя верно, что углекислота обладает свойствами, делающими ее непригодной для дыхания, она, тем не менее, производит очень приятные эффекты при попадании в желудок. Она формирует игристое свойство минеральных вод и наполняет пузырьки, которые поднимаются при брожении пива или сидра.
501. Чистый атмосферный воздух лучше всего приспособлен для здорового функционирования организма. Поскольку воздух не может оставаться чистым при всех обстоятельствах, можно задать вопрос: до какой степени воздух может быть испорчен и при этом поддерживать жизнь? И каково наименьшее количество чистого воздуха, которое нужно человеку каждую минуту для поддержания хорошего здоровья? Бирнан говорит, что воздух, содержащий более трех с половиной процентов углекислоты, непригоден для дыхания, и, поскольку воздух, вдохнутый однажды, содержит восемь с половиной процентов углекислоты, это ясно показывает, что он не пригоден для повторного дыхания.